2021年高考物理第二轮复习《法拉第电磁感应定律自感现象》随堂检测（Word版附答案）

法拉第电磁感应定律　自感现象

　　时间：60分钟　　　满分：100分

一、选择题(本题共10小题，每小题8分，共80分。其中 1～6题为单选，7～10题为多选)

1．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则(　　)

A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流

B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1

C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4

D．a、b线圈中电功率之比为3∶1

2．如图甲所示，abcd是边长为L＝1 m的正方形金属线框，电阻为R＝2 Ω，虚线为正方形的对称轴，虚线上方线框内有按图乙变化的匀强磁场，虚线下方线框内有按图丙变化的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里为正，则线框中的感应电流大小为(　　)

A． A  B． A

C． A  D． A

3．如图甲所示，固定闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的磁场中，磁感线分布均匀，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)

A．t＝1 s时，ab边受到的安培力方向向左

B．t＝2 s时，ab边受到的安培力为0

C．t＝2 s时，ab边受到的安培力最大

D．t＝4 s时，ab边受到的安培力最大

4．如图所示，电路中有三个相同的灯泡L1、L2、L3，电感线圈L的电阻可忽略，D为理想二极管。下列说法正确的是(　　)

A．闭合开关S的瞬间，L3立即变亮，L1、L2逐渐变亮

B．闭合开关S的瞬间，L2、L3立即变亮，L1逐渐变亮

C．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L1先变亮一下然后才熄灭

D．断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L3先变亮一下然后才熄灭

5．如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，P、Q之间有阻值为R的电阻，PQNM所围的面积为S，不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0～2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态。下列说法正确的是(　　)

A．在0～t0和t0～2t0内，导体棒受到导轨的摩擦力方向相同

B．在t0～2t0内，通过电阻R的电流方向为P到Q

C．在0～t0内，通过电阻R的电流大小为

D．在0～2t0内，通过电阻R的电荷量为

6．如图所示，光滑绝缘水平面上嵌入一无限长通电直导线。一质量为0.02 kg的金属片在该平面内以大小为v0＝2 m/s、方向与电流方向成60°角的初速度滑出。则(　　)

A．圆形金属片最终将静止在水平面上的某处

B．圆形金属片最终沿垂直导线方向做匀速直线运动

C．圆形金属片所受安培力方向始终和运动方向相反

D．圆形金属片中产生的电能最多为0.03 J

7．如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内，间距为L，电阻不计。磁感应强度为B的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻阻值为R。在导轨上有一均匀金属棒ab，其长度为2L、阻值为2R，金属棒与导轨垂直且接触良好，接触点为c、d。在ab棒上施加水平拉力使其以速度v向右匀速运动，设金属导轨足够长。下列说法正确的是(　　)

A．金属棒c、d两点间的电势差为BLv

B．金属棒a、b两点间的电势差为BLv

C．通过电阻的电流大小为

D．水平拉力的功率为

8．如图所示，水平面内固定两根足够长的金属导轨MN、M′N′，其电阻不计，两导轨之间存在竖直向下的匀强磁场。现将两根粗细均匀的相同铜棒ab、cd放在两导轨上，若两棒从图示位置开始以相同的速度沿MN方向做匀速直线运动，运动过程中两棒始终与两导轨接触良好，且始终与导轨MN垂直，不计一切摩擦，则下列说法正确的是(　　)

A．回路中有顺时针方向的感应电流

B．回路中总的感应电动势不变

C．回路中的感应电流不变

D．回路中的热功率不断减小

9．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直、长度为L的金属杆aO，已知ab＝bc＝cO＝，a、c与磁场中以O为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始终接触良好。一电容为C的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴、以角速度ω顺时针匀速转动时(　　)

A．Uac＝2Uab

B．UaO＝9UcO

C．电容器所带电荷量Q＝BL2ωC

D．若在eO间连接一个电压表，则电压表示数为零

10．如图，两条间距为L的平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为R的电阻；一金属棒垂直放置在两导轨上；在MN左侧面积为S的圆形区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B＝kt，式中k为常量，且k>0；在MN右侧区域存在一磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。t＝0时刻，金属棒从MN处开始，在水平拉力F作用下以速度v0向右匀速运动。金属棒与导轨的电阻及摩擦均可忽略。则(　　)

A．在t时刻穿过回路的总磁通量为B0Lv0t

B．通过电阻R的电流为恒定电流

C．在时间Δt内流过电阻的电荷量为Δt

D．金属棒所受的水平拉力F随时间均匀增大

二、非选择题(本题共1小题，共20分)

11．(2017·北京高考)发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。

在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动。

图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源，导体棒ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。

(1)求在Δt时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。

(2)从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。

a．请在图3(图1的导体棒ab)、图4(图2的导体棒ab)中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。

b．我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电动机”为例，通过计算分析说明。

参考答案

11.　(1)　BILvΔt　(2)略